DE1625893C2 - Thrust plain bearings - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Axialgleitlager für hohe Drehzahlen mit einem Tragring und mit einem auf diesem aufliegenden Satz ringförmig angeordneter, je eine Gleitfläche aufweisender Druckstücke, bei dem die Druckstücke von zwischen ihnen im Tragring befestigten Anschlagbolzen voneinander getrennt und axial gehalten sind, die jeweils eine an eine Schmiermittelzuleitung im Tragring angeschlossene Schmiermittel-Kammer und, von ihr ausgehende, auf die in Drehrichtung des Gegenlaufteils benachbarte vordere Druckstück-Gleitflächenkante gerichtete Schmiermittel-Ausspritzkanäle aufweisen.The invention relates to an axial sliding bearing for high speeds with a support ring and with a this resting set of annularly arranged pressure pieces each having a sliding surface, in which the Thrust pieces of stop bolts fastened between them in the support ring separated from one another and axially are held, each with a lubricant chamber connected to a lubricant feed line in the support ring and, proceeding from it, to the front one which is adjacent in the direction of rotation of the counter-rotating part Have pressure piece sliding surface edge directed lubricant ejection channels.
Ein solches Axialgleitlager ist aus der FR-PS 14 46 668, Fig. 5 bis 7, bekannt. Der Kopf des Anschlagbolzens weist wenigstens einen schlitzförmigen Schmiermittel-Ausspritzkanal auf, der das Schmiermittel nur auf die in Drehrichtung des Gegenlaufteils, z. B. ein Wellenbund, benachbarte vordere Druckstück-Gleitflächenkante richtet, damit es sogleich mit dem Gegenlaufteil auf die Gleitfläche des Druckstücks mitgenommen wird. Hier vermischt sich das Schmiermittel mit dem bereits vorhandenen Schmiermittel und ersetzt es teilweise, so daß es abgepumpt und nach Kühlung im Kreislauf wieder aufgegeben werden kann. Die Schraubbolzen müssen in einer bestimmten Drehlage positioniert werden, damit das Schmiermittel auf die genannte vordere Gleitflächenkante gerichtet wird.Such an axial slide bearing is known from FR-PS 14 46 668, FIGS. 5 to 7. The head of the Stop bolt has at least one slot-shaped lubricant discharge channel, which the lubricant only on the direction of rotation of the counter-rotating part, z. B. a shaft collar, adjacent front pressure piece sliding surface edge aligns so that it immediately with the counter-rotating part on the sliding surface of the pressure piece is taken. Here the lubricant mixes with the already existing lubricant and partially replaces it, so that it can be pumped out and, after cooling, given up again in the circuit. The screw bolts must be positioned in a certain rotational position so that the lubricant is directed to said front sliding surface edge.
Um den Ölaustausch zu verbessern, ist es bei einer anderen Ausgestaltung des Anschlagbolzens bekannt (FR-PS 14 46 668, Fig. 1 bis 4), zwischen den benachbarten Druckstückem an der Gleitfläche des Gegenlaufteils eine ölabstreifkante anliegen zu lassen, die den heißen Ölfilm vor dem Einlauf in den Spalt des nächsten Druckstücks weitgehend abstreift, so daß jeweils frisches öl bzw. Schmiermittel eingezogen wird. Die ölabstreifkante stellt ein Verschleißteil dar.In order to improve the exchange of oil, it is known in another embodiment of the stop bolt (FR-PS 14 46 668, Fig. 1 to 4), between the adjacent pressure pieces on the sliding surface of the counter-rotating part to allow an oil scraper edge to rest against the hot oil film before it enters the gap of the next Pressure piece largely wipes off, so that fresh oil or lubricant is drawn in. the The oil scraper edge is a wearing part.
Es ist schließlich bekannt (FR-PS 14 51 882), zwischen benachbarten, insbes. kippbar angeordneten Druckstükken eine gesondert gelagerte Abstreifkante vorzusehen, zu deren beiden Seiten jeweils ein Schlitzrohr vorgesehen ist, durch welches austretendes Schmiermitte! auf die jeweils unmittelbar benachbarte vordere bzw. hintere Druckstück-Gleitflächenkante gerichtet wird. Das aus einem Gleitspalt austretende erhitzte öl wird vor dem Abstreifen mir frischem öl vermischt, was zu einer Kühlung führt, worauf nach dem Abstreifen im wesentlichen frisches öl in den nächsten Gleitspalt gelangt.Finally, it is known (FR-PS 14 51 882), between adjacent, in particular. Tiltable pressure pieces to provide a separately mounted scraper edge, on both sides of which there is a slotted tube is provided through which escaping lubricant! is directed to the immediately adjacent front or rear pressure piece sliding surface edge. The heated oil emerging from a sliding gap is mixed with fresh oil before it is stripped off, which leads to a cooling leads, whereupon essentially fresh oil into the next sliding gap after the stripping got.
Die Fertigung dieses Axialgleitlagers erfordert einen vergleichsweise hohen Aufwand. Ein Abstreifer zwischen den benachbarten Schmiermittelrohren, der ein Verschleißteil darstellt, wird für erforderlich erachtet, um erwärmtes öl gekühlt abstreifen und weitgehend durch frisches öl ersetzen zu können.The production of this axial plain bearing requires a comparatively high level of effort. A scraper between the adjacent lubricant pipes, which are a wearing part, are deemed necessary, in order to be able to wipe off heated oil and replace it with fresh oil to a large extent.
Bei Axialgleitlagern, die mit öl, in manchen Fällen aber auch mit Wasser oder anderen Flüssigkeiten als Schmiermittel geschmiert werden, treten verschiedene Energieverluste auf, die zu einer Erwärmung des Schmiermittels führen. Zu diesen zählen die Scherbeanspruchung des Schmiermittels im Gleitspalt sowie die Rühr- und Wirbelverluste im Lager, die ebenfalls zur Schmiermittelerhitzung führen. Diese sind bei Gleitlagern für hohe Drehzahlen, z. B. 15 000 Upm, bei denen die Relativgeschwindigkeit der Gleitflächen in der Größenordnung von 30 m/s liegt, erheblich.For axial plain bearings that are filled with oil, but in some cases also with water or other liquids than Lubricants are lubricated, various energy losses occur, which lead to the heating of the Lead lubricant. These include the shear stress on the lubricant in the sliding gap as well as the Loss of agitation and whirling in the bearing, which also lead to the lubricant heating up. These are in the case of plain bearings for high speeds, e.g. B. 15,000 rpm, where the relative speed of the sliding surfaces is in the order of 30 m / s, considerably.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Axialgleitlager dahingehend fortzuentwickeln, daß mit einfacheren Mitteln eine ausreichende Positionierung und Halterung der Druckstücke sowie Schmierung aller zu schmierenden Flächen erzielt wird.The invention is based on the object of further developing the thrust plain bearing mentioned at the outset to the effect that that with simpler means sufficient positioning and holding of the pressure pieces as well as lubrication of all surfaces to be lubricated is achieved.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei dem eingangs genannten Axialgleitlager vor, daß die Schmiermittel-Ausspritzkanäle symmetrisch zur Achse des Anschlagbolzens über dessen ganzen Kopf verteilt und schräg nach außen und auf das Gegenlaufteil gerichtet sind.To solve this problem, the invention provides in the aforementioned axial sliding bearing that the Lubricant injection channels distributed symmetrically to the axis of the stop bolt over its entire head and are directed obliquely outwards and towards the counter-rotating part.
Der Anschlagbolzen läßt sich als symmetrisches Bauteil einfach herstellen und in eine entsprechende Bohrung des Tragrings einschrauben, ohne daß eine bestimmte Drehstellung eingehalten werden muß, da die Schmiermittel-Ausspritzkanäle stets auf beide benachbarte Druckstück-Gleitflächenkanten gerichtet sind. Außerdem wird Schmiermittel in den ganzen Raum zwischen den benachbarten Druckstücken und die Gleitfläche des Gegenlaufteils gerichtet. Dies führt zu einer ausreichenden Zerstörung und Abnahme des heißen Schmiermittelfilms auf der Gleitfläche des Gegenlaufteils und Zufuhr frischen Schmiermittels in den in Drehrichtung des Gegenlaufteils benachbarten Gleitspalt.The stop bolt can be easily manufactured as a symmetrical component and in a corresponding one Screw in the hole in the support ring without having to maintain a certain rotational position, as the Lubricant injection channels are always directed towards both adjacent pressure piece sliding surface edges. In addition, lubricant is in the entire space between the adjacent pressure pieces and the Directional sliding surface of the counter-rotating part. This leads to sufficient destruction and decrease of the hot lubricant film on the sliding surface of the counter-rotating part and supply of fresh lubricant in the sliding gap adjacent in the direction of rotation of the counter-rotating part.
Die Schmiermittel-Ausspritzkanäle können in Form üblicher Bohrungen ausgebildet sein, wodurch die Herstellung von teuren Längsschlitzen vermieden ist. Einer Ausrichtung bedarf es bei der Montage nicht. Die Anschlagbolzen tragen üblicherweise ein Außengewinde, mit welchem sie in eine entsprechende Gewindebohrung des Tragrings eingeschraubt werden. Dabei ergeben sich beliebige Winkelstellungen. Da für die Schmierung keine bevorzugten Winkelstellungen bestehen, entfällt jede Ausrichtung.The lubricant ejection channels can be designed in the form of conventional bores, whereby the Production of expensive longitudinal slots is avoided. Alignment is not required during assembly. the Stop bolts usually have an external thread with which they can be inserted into a corresponding threaded hole of the support ring are screwed in. Any angle positions result. As for the If there are no preferred angular positions for lubrication, there is no need for any alignment.
Bei den bis jetzt bekannten Gleitlagern mitWith the plain bearings known up to now
Schmiermitteleinspritzung vor die Gleitflächenvorderkanten der Druckstücke hat sich gezeigt, daß es selbst bei der Verwendung von Abstreifern schwierig ist, den aus dem heißen Schmiermittel bestehenden Schmierfilm zu entfernen, der die Hinterkante des Druckstücks verläßt und an der Gleitfläche des Lagergegenlaufteils haftet. Der Schmiermittelfilm hat eine Dicke in der Größenordnung von etwa 0,025 mm. Die Relativgeschwindigkeit der Gleitflächen liegt in der Größenordnung von 30 m/s. Erfindungsgemäß wird der heiße Schmiermitteinim mit dem zugeführten kühlen Schmiermittel gemischt und durch den Mischvorgang mindestens teilweise abgelöst, so daß im Vergleich zu den bekannten Axialgleitlagern eine bessere Kühlung der Lagerflächen und eine bessere Ablösung durch die Induzierung von Turbulenzen erreicht wird.Injection of lubricant in front of the sliding surface leading edges of the pressure pieces has shown that it is itself when using wipers, it is difficult to remove the lubricating film consisting of the hot lubricant to remove that leaves the rear edge of the pressure piece and on the sliding surface of the bearing counter-running part adheres. The lubricant film has a thickness on the order of about 0.025 mm. The relative speed the sliding surface is in the order of 30 m / s. According to the invention the hot one Lubricants cool with the supplied Lubricants mixed and at least partially removed by the mixing process, so that compared to the known axial plain bearings better cooling of the bearing surfaces and better separation through the Induction of turbulence is achieved.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Schmiermittel-Ausspritzkanäle auf einem Kreisbogen um die Achse des Anschlagbolzens herum angeordnet sind. Ein solcher Anschlagbolzen läßt sich besonders problemlos herstellen.One embodiment of the invention provides that the lubricant injection channels on an arc of a circle are arranged around the axis of the stop bolt. Such a stop bolt can be particularly manufacture easily.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Axialgleitlagers sind die Schmiermittel-Ausspritzkanäle aus der oberen Stirnfläche des Anschlagbolzens so (schräg nach außen) gerichtet, daß sie gleich große axiale und radiale Richtungskomponenten aufweisen.According to a further advantageous embodiment of the axial sliding bearing according to the invention are Lubricant injection channels from the upper end face of the stop bolt like this (at an angle to the outside) directed that they have equal axial and radial directional components.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert, in der zeigtAn embodiment of the invention is explained in more detail with reference to a schematic drawing in which shows
F i g. 1 eine Teildraufsicht auf ein Axialgleitlager mit Anschlagbolzen zwischen benachbarten Druckstücken,F i g. 1 shows a partial plan view of an axial sliding bearing Stop bolts between adjacent thrust pads,
F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1,F i g. Figure 2 is a cross-section along line 2-2 in Figure 2. 1,
Fig.3 einen in größerem Mstab gezeichneten Längsschnitt durch einen Anschlagbolzen nach Fig. 1,3 shows a longitudinal section drawn on a larger scale through a stop bolt according to FIG. 1,
F i g. 4 die obere Stirnseite des Anschlagbolzens nach F i g. 3 undF i g. 4 the upper face of the stop bolt according to FIG. 3 and
Fig.5 die Unterseite des Anschlagbolzens nach Fig. 3.5 shows the underside of the stop bolt according to FIG. 3.
Das Axialgleitlager umfaßt einen Tragring 1, der auf bekannte Weise ausgebildet sein kann, auf den eine Druck- oder Axialkraft übertragen werden soll. Auf diesem Tragring liegt ein Satz von ringförmig angeordneten Druckstücken 2 auf, deren Oberseite jeweils als Gleitfläche ausgebildet ist. Jedes Druckstück 2 ist mit dem Tragring durch zwischen ihnen im Tragring 1 befestigte Anschlagbolzen 25 voneinander getrennt und axial gehalten. Die Anschlagbolzen 25, deren Ausbildung im einzelnen aus den F i g. 3 bis 5 hervorgeht, dienen der Schmiermittelzuführung. Diese pilzartigen Anschlagbolzen 25 weisen einen unteren Schaft mit einem Außengewinde 26 auf, mit welchem sie in eine Gewindebohrung des Tragrings 1 eingeschraubt werden können, während der obere Teil mit einem einen größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 27 versehen ist, der als Abstandsstück zwischen dem Tragring 1 und einem außen vorstehenden Kopf 28 wirkt, der in entsprechende Schlitze in den benachbarten Seitenflächen der beiden Druckstücke 2 hineinragt. Dieser Kopf ist mit mehreren zur Achse des Anschlagbolzens parallelen öffnungen 29 versehen, mittels deren der Anschlaggbolzen 25 mittels eines in diese eingreifenden Werkzeugs in der Gewindebohrung des Tragrings 1 festgezogen werden kann. Der Anschlagbolzen 25 weist ferner eine koaxiale, als Blindbohrung ausgebildete Schmiermittel-Kammer 30 auf, die an ihrem unteren Ende mit einem Schmiermittel-Zufuhrkanal 18 im Tragring 1 und an ihrem oberen Ende mit in dem Kopf 28 ausgebildeten Schmiermittel-Ausspritzkanälen 31 in Verbindung steht. Diese sind unter einem Winkel von etwa 45° nach oben und außen zur oberen Stirnfläche des Kopfes 28 gerichtet.The axial sliding bearing comprises a support ring 1, which can be formed in a known manner, on the one Pressure or axial force is to be transmitted. On this support ring lies a set of ring-shaped arranged pressure pieces 2, the top of which is each designed as a sliding surface. Every pressure piece 2 is separated from the support ring by stop bolts 25 fastened between them in the support ring 1 separated and held axially. The stop bolts 25, the training of which is shown in detail in FIGS. 3 to 5 shown, serve to supply lubricant. These mushroom-like stop bolts 25 have a lower shaft with an external thread 26 with which they can be screwed into a threaded hole of the support ring 1, while the upper part with a one Larger diameter section 27 is provided as a spacer between the Support ring 1 and an externally protruding head 28 acts, which in corresponding slots in the adjacent Lateral surfaces of the two pressure pieces 2 protrudes. This head is with several to the axis of the Stop bolt provided parallel openings 29, by means of which the stop bolt 25 by means of an in this engaging tool in the threaded hole of the support ring 1 can be tightened. Of the Stop bolt 25 also has a coaxial lubricant chamber 30 designed as a blind bore on, which at its lower end with a lubricant supply channel 18 in the support ring 1 and at its upper end is in communication with the lubricant injection channels 31 formed in the head 28. These are under directed at an angle of approximately 45 ° upwards and outwards to the upper end face of the head 28.
Gem F i g. 4 sind die Ausspritzkanäle 31 symmetrischAccording to FIG. 4, the injection channels 31 are symmetrical
zur Achse des Anschlagbolzens 25 angeordnet, so daß es beim Einschrauben des Anschlagbolzens in den Tragring 1 nicht erforderlich ist, sie in eine bestimmtearranged to the axis of the stop bolt 25, so that it is when screwing the stop bolt into the Support ring 1 is not required, it in a certain
Stellung gegenüber den Druckstücken 2 zu bringen.Bring position opposite the pressure pieces 2.
Vielmehr können die Anschlagbolzen 25 in jede beliebige Stellung gebracht bzw. beliebig eingeschraubtRather, the stop bolts 25 can be brought into any desired position or screwed in as desired
werden, ohne daß sich die Form der abgegebenen Schmiermittelstrahlen verändert.without changing the shape of the jets of lubricant dispensed.
Während des Betriebs dreht sich das Gegenlaufteil gemäß F i g. 1 in Richtung des Pfeils B. Die Ausspritzkanäle 31 in der einen Hälfte des Anschlagbolzens 25, d. h. gemäß F i g. 1 in der unteren Hälfte, sind entgegen der Drehrichtung des Gegenlaufteils gerichtet, während die Ausspritzkanäle in der anderen bzw. der oberen Hälfte des Anschlagbolzens in Drehrichtung des Gegenlaufteils gerichtet sind, wobei eine Bewegungskomponente in Richtung des Pfeils B verläuft. Somit bewirken die Ausspritzkanäle 31 der unteren Gruppe, daß Schmiermittelstrahlen auf den heißen Schmiermittelfilm des Gegenlaufteils treffen, wobei eine Turbulenz erzeugt und ein Mischvorgang herbeigeführt wird, so daß ein Teil des heißen Schmiermittelfilms verlagert wird und das verlagerte Schmiermittel dann weiter dadurch abgekühlt wird, daß es mit dem zugeführten kühlen Schmiermittel gemischt wird. Die obere Gruppe von Ausspritzkanälen 31 führt das Schmiermittel zu, durch das die Druckstücke gegenüber dem Gegenlaufteil (z. B. einem umlaufenden Bund) geschmiert werden. Auch an dieser Stelle spielt sich ein Mischvorgang ab. Die gesamte überschüssige Schmiermittelmenge wird dadurch beseitigt, daß sich die Lagerstücke 2 relativ unter dem Gegenlaufteil hindurchbewegen. Die Ausspritzkanäle bzw. -düsen 31 sind so angeordnet, daß das Schmiermittel einen Strahl bildet, dessen Geschwindigkeit dadurch erheblich herabgesetzt wird, daß es auf das umlaufende Gegenlaufteil trifft. Nach diesem Auftreffen wird der Schmiermittelstrahl erneut beschleunigt. Durch das Austreten von Schmiermittel aus den benachbarten Ausspritzkanälen wird die Turbulenz auf dem Schmiermittelfilm vergrößert. Die den Anschlagbolzen 25 benachbarten Kanten der Druckstücke bzw. Druckstück-Gleitflächenkanten wirken für einige der Schmiermittelstrahlen, die aus der oberen und der unteren Gruppe von Ausspritzkanälen austreten, als Strahlumlenkorgane, wobei die Kanten der Druckstücke durch das zugeführte relativ kühle Schmiermittel gekühlt werden, bevor sich dieses Schmiermittel schließlich mit dem Schmiermittelfilm auf dem Gegenlaufteil vereinigt.During operation, the counter-rotating part rotates according to FIG. 1 in the direction of arrow B. The injection channels 31 in one half of the stop bolt 25, ie according to FIG. 1 in the lower half, are directed against the direction of rotation of the counter-rotating part, while the injection channels in the other or the upper half of the stop bolt are directed in the direction of rotation of the counter-rotating part, one component of movement running in the direction of arrow B. Thus cause the ejection channels 31 of the lower group that jets of lubricant hit the hot lubricant film of the counter-rotating part, creating a turbulence and a mixing process is brought about, so that a part of the hot lubricant film is displaced and the displaced lubricant is then further cooled by the fact that it is mixed with the supplied cool lubricant. The upper group of injection channels 31 supplies the lubricant through which the pressure pieces are lubricated with respect to the counter-rotating part (e.g. a circumferential collar). A mixing process also takes place at this point. The entire excess amount of lubricant is eliminated in that the bearing pieces 2 move relatively under the counter-rotating part. The injection channels or nozzles 31 are arranged in such a way that the lubricant forms a jet, the speed of which is considerably reduced by the fact that it hits the rotating counter-rotating part. After this impact, the lubricant jet is accelerated again. The leakage of lubricant from the adjacent spray channels increases the turbulence on the lubricant film. The edges of the pressure pieces or pressure piece sliding surface edges adjacent to the stop pin 25 act as jet deflecting elements for some of the lubricant jets emerging from the upper and lower group of injection channels, the edges of the pressure pieces being cooled by the relatively cool lubricant supplied before they move this lubricant finally combined with the lubricant film on the counter-rotating part.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8330 | Complete disclaimer |